Page 59 - 无损检测2021年第七期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202107006

变厚度复合材料结构超声反射法成像的

缺陷识别与定量表征

徐 莹 , 张德魁 , 郝 威 , 王 珏 1
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( 1. 沈阳飞机工业( 集团) 有限公司, 沈阳 110000 ; 2. 沈阳航盛科技有限责任公司, 沈阳 110000 )

摘 要:针对复合材料零件中常见的变厚度层压板结构, 提出了一种超声 C 扫描反射法自动
化检测成像与缺陷识别方案。其基本原理是根据变厚度零件的厚度范围设置包含最大有效分析区
间的闸门, 分别采集“ 尾沿位置”、“ 首沿位置”、“ 峰值位置” 和“ 尾沿波幅” 信号进行成像, 形成 4 幅 C
扫描图。通过分析缺陷识别的原理, 总结归纳出变厚度零件中的分层、 脱黏、 夹杂、 孔隙密集等 4 种
典型缺陷的识别方案, 从而解决了零件底波位置变动导致的不易获取缺陷分析区间的问题。对含
有典型人工缺陷的试块进行 C 扫描反射法检测并对检测结果进行定量分析, 结果表明: 该自动化
检测方案能够准确地识别变厚度零件中的缺陷, 对缺陷尺寸的评判具有较高的可靠性。
关键词:复合材料; 变厚度; C 扫描; 缺陷识别; 尺寸判定

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 07-0021-06

Defectsreco g nitionandq uantitativecharacterizationofultrasonicreflectionima g in g in

variablethicknesscom p ositestructure

XUYin g ZHANGDekui , HAO Wei , WANGJue 1
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,

( 1.Shen y an gAircraftIndustr y ( Grou p ) Co. , Ltd. , Shen y an g110000 , China ;

2.Shen y an gHan g shen gTechnolo gyCo. , Ltd. , Shen y an g110000 , China )

Abstract : Thisp a p erintroducesanima g in gandreco g nitionmethodofp ulseechoultrasonicC-scanautomatics

technolo gytotestvariablethicknesslaminatesstructures whichareextensivel y usedincom p ositep arts.The

p rinci p leliesonthesettin gu p thresholdofeffectiveanal y sisintervalbasedonthethickestareaoflaminatetocollect

the “ p ositionoflasted g e ”,“ p ositionoffirsted g e ”,“ am p litudeofan yp eak ” and “ am p litudeoflasted g e ” si g nals ,

andhencetoformfourp airsofC-scanima g es.B yanal y zin gthetheor yofdefectidentification , thereco g nizin g

methodoft yp icaldefects , suchasdelamination , disbondin g , inclusionandp orosit ydensit yisconcluded.This

technolo gy cansolvethep roblem ofhardtoac q uireeffectiveanal y sisintervalcausedb ybottom waveshiftin gin

p ulseechomethod.B yusin g themethodofp ulseechoultrasonicC-scantodetectthereferenceblockwitht yp ical

defectsandb yq uantitativel yanal y zin gdetectionresults , theex p erimentalresultsshowthatthedefectsinvariable

thicknessp artscanbewellfoundb y thismethod , andthe j ud g mentofdefectssizeisreliable.

Ke ywords : com p osite ; variablethickness ; C-scan ; defectsreco g nition ; dimensiondetermination
近年来, 复合材料成为航空、 航天、 交通运输等 成为衡量新一代飞机先进性的重要标志 [ 1-3 ] 。然而,
领域中重要的结构材料, 复合材料的大量应用更是 复合材料在制造、 装配、 服役等阶段很容易产生不同
类型的危害性缺陷, 如分层、 脱黏、 孔隙等, 这些缺陷
会严重影响零件的性能。随着复合材料在航空领域
收稿日期: 2021-01-08
需求的不断增加, 行业对这些缺陷的检测也提出了
作者简介: 徐 莹( 1986- ), 女, 硕士, 工程师, 主要从事航空复
合材料制件的无损检测技术研究工作 更高的要求, 不但需要对缺陷进行精准定位和可靠
识别, 还需要使用自动化的检测手段来保证检测效
通信作者: 徐 莹, xu y in g _ sac@163.com
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2021 年 第 43 卷 第 7 期

无损检测